NO143183B - Fremgangsmaate og anordning for bestemmelse av et skips bevegelse - Google Patents
Fremgangsmaate og anordning for bestemmelse av et skips bevegelse Download PDFInfo
- Publication number
- NO143183B NO143183B NO753545A NO753545A NO143183B NO 143183 B NO143183 B NO 143183B NO 753545 A NO753545 A NO 753545A NO 753545 A NO753545 A NO 753545A NO 143183 B NO143183 B NO 143183B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ship
- speed
- lateral
- signal
- measuring
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Navigation (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anordning for besemmelse av et skips bevegelse ved måling av skipets langsrettede og siderettede hastighet ved bunnen av skipet.
For vellykket navigering med minimal tilknyttet risi-ko er det nødvendig å være informert om alle skipsbevegelser som inntreffer. Skipsbevegelse kan være et resultat av selv-forskyldte krefter generert av én eller flere propeller og av ett eller flere ror, eller.de kan være et resultat av krefter som skyldes vind, bølger og strøm. Uten hensyn til grunnen til bevegelsene er det viktig at navigatøren informeres om all bevegelse for å være i stand til å utføre vellykkede manøvrer med skipet, såsom anløp av en havn, anbringelse av skipet langs en kai, tilnærmelse til og kontakt med et annet skip eller en enkeltpunkts-fortøyning og/eller -forankring.
Det problem som den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en løsning på, kan best forstås dersom man har i minnet at en meget stor oljetanker (VLCC) har en lengde på
mer enn 300 meter og kan føre en last på mer enn 300 000 tonn. Det vil uten tvil være klart at det er av største viktighet
at føreren av et slikt skip er nøyaktig informert om skipets bevegelser.
Det er kjent allerede fra DE-OS 1 904 261 å måle bevegelsen av et skip ved hjelp av et antall ved bunnen av skipet.anordnede omformere som måler hastigheten ved hjelp av akustiske signaler på basis av Doppler-prinsippet. For å få et riktig bilde av skipets bevegelse, er det imidlertid nød-vendig å benytte minst to og fortrinnsvis fire sådanne omformere, dvs. minst én for lengdehastigheten av skipet og én for sidehastigheten av skipet, f.eks. av dettes tyngdepunkt. Det vil være klart at det for et meget lavt skip ikke vil være tilstrekkelig å kjenne skipets sidehastighet i nærheten av skipets tyngdepunkt, da både baugen og akterenden kan ha siderettede hastigheter med både forskjellige størrelser og forskjellige retninger. For slike skip vil det følgelig være nødvendig med to ytterligere omformere, nemlig én nær akterenden og én nær skipets baug for å bestemme og indikere også sidehastigheten av akterenden henholdsvis av baugen av skipet. Det totale antall omformere som såldedes er nødvendig for å tilveiebringe den ønskede informasjon som er nødvendig
for bestemmelse av skipets bevegelse, vil være fire.
Det nevnte DE-OS 1 904 261 angir videre ingen ting om den skadelige innvirkning av luftning på hastighetsmålin-gen, og det gis ingen anvisning på å anbringe de omformere som er nødvendig for den nevnte måling, på et luftningsfritt sted.
Det er også kjent at det under visse forhold er umulig å oppnå nøyaktig og pålitelig informasjon fra sonar-doppler-logger, da disse logger ikke kan virke på riktig måte måte i luftinneholdende vann som kan finnes under skipet under manøvrering. Disse logger kan derfor ikke benyttes for eksempel nær skipets akterende, da loggen ikke virker i det øyeblikk da informasjonen er meget nødvendig, dvs. under manøvrering f.eks. når skipet nærmer seg en havn, når skipet legger til en kai, når skipet nærmer seg og bringes i kontakt med et annet skip, etc.
Under slike manøvrer kan den siderettede hastighet av skipets akterende være forskjellig fra den siderettede hastighet av skipets baug. Disse to hastigheter kan være forskjellige ikke bare med hensyn til størrelse, men også med hensyn til retning. I betraktning av de store masser som er involvert, må enhver kollisjon hindres da sammenstøt med meget lav hastighet, på grunn av den store masse, likevel kan innebære absorpsjon av en meget stor energimengde. Med andre ord er det under manøvrer av største viktighet at skipsføre-ren er nøyaktig informert om skipets bevegelse. Dette er imidlertid et problem da en sonar-doppler-omformer ikke er i stand til å virke pålitelig nær skipets akterende som følge av skrog- og/eller propellindusert luftning og/eller kavitasjon under skipets akterende under manøvrering.
En kjent løsning på bare en del av dette problem omfatter benyttelse av to master- eller hovedradarer som er anbragt på en kai og er koplet til en regnemaskin. Disse radarer samarbeider med to transpondere eller svarstasjoner ombord på skipet i nøyaktig kjente posisjoner.
Hovedradarene utsender utspørrings- eller avsøk-ningspulser i rekkefølge på samme frekvens, den første svarstasjon svarer på en annen frekvens og den andre svarstasjon på en tredje frekvens. På denne måte kan radarene benyttes til å måle avstandene mellom radarene og hver av svarstasjo-nene, og disse målinger tilført til regnemaskinen gjør det mulig å beregne skipets baugavstand, dets akteravstand samt hastighetene og akselerasjonene. Dessuten beregner regnemaskinen den vinkel 0 som skipets senterlinje danner med kaiens senterlinje, og endringshastigheten for vinkelen
Dette system er begrenset i sin anvendelse da det bare kan benyttes på de steder hvor hovedradarer er til stede. Det er selvsagt ikke i stand til å tilveiebringe skipsbeve-gelsesinformasjon under tilstander i åpen sjø og heller ikke den vitale informasjon som er nødvendig under gjennomganger gjennom farlige kanaler som rammes av sterke og varierende tverrstrømmer og vinder.
I et annet system gjøres det bruk av to akustiske
omformere eller svingere som er anbragt gjennom skipets bunn-skrog, én ved hver ende. Teoretisk har dette system den for-del at det er uavhengig av noen anordning utenfor skipet, men i praksis har det vist seg at skrog- og/eller propellindusert luftning og/eller kavitasjon under skipets akterende for-årsaker at den akter beliggende omformer svikter under visse omstendigheter, og særlig under manøvrering. Videre er det kostbart å. installere to omformermontasjer.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer imidlertid en fullstendig løsning på ovennevnte problemer ved at den tilveiebringer en fremgangsmåte og én anordning ved hjelp av hvilken bevegelsen av et skip kan bestemmes med høy nøyak-tighet og under praktisk talt under alle mulige forhold,
dvs. også under manøvrering og under tilstander i åpen sjø såvel som i havner, og den tilveiebringer spesielt en fremgangsmåte og en anordning for bestemmelse av de siderettede hastigheter av forskjellige deler av skipet, dvs. av forskjellige stasjoner, f.eks. baugen, akterenden, midtskipet, etc. ombord på skipet under praktisk talt alle mulige forhold.
Ifølge oppfinnelsen kan de eventuelt forskjellige siderettede hastigheter av et skip bestemmes ved hjelp av bare én omformer for en siderettet hastighet i kombinasjon med en dreiehastighetsomformer og en regnemaskin.
Dersom for eksempel det luftningsfrie sted under alle mulige forhold viser seg å ligge nær baugen, kan ifølge oppfinnelsen de siderettede hastigheter av akterenden eller midtskipet beregnes ut fra den målte sidehastighet og dreie-hastigheten i kombinasjon med den langsgående komponent av avstanden mellom - i dette eksempel - baugen og akterenden hhv. midtskipet.
Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for bestemmelse av bevegelsen av et skip med høy nøyaktighet og under praktisk talt alle mulige forhold, for å informere navigatøren om bevegelsen av skipet på forskjellige steder ombord på dette.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for nøyaktig bestemmelse av den horisontale bevegelse som inntreffer på forskjellige stasjoner ombord på skipet ved hjelp av et uavhengig system som er i stand til å fungere under alle operasjonsforhold uten referanse til anordninger utenfor skipet.
Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe data angående skipets bevegelse på en enkel og effektiv måte, slik at operatøren blir i stand til å tolke disse data uten å måtte utføre ekstra beregninger.
Disse data vil fortrinnsvis bli tilveiebragt på ett eller flere steder ombord på skipet, f.eks. i skipets styre-hus .
Selv om oppfinnelsen kan benyttes i forbindelse med alle typer av skip, dvs. sjøgående fartøyer såvel som elve-båter og store såvel som små skip, er den av spesiell betyd-ning på -eget store og ultrastore skip, f.eks. meget store råoljeta.nkere (VLCC) som kan måle mer enn 300 meter mellom for og akter.
Fremgangsmåten for bestemmelse av et skips bevegelse i overensstemmelse med oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sidehastigheten måles på et luftningsfritt sted ved bunnen av skipet, at videre skipets dreiehastighet om vertikalaksen måles, og at skipets sidehastighet på et utvalgt sted bestemmes ut fra den målte side- og dreiehastighet under hensyntagen til en faktor som svarer til avstanden mellom det nevnte utvalgte sted på skipet og målestedet for sidehastigheten.
Anordningen for bestemmelse av et skips bevegelse
i overensstemmelse med den angitte fremgangsmåte omfatter en
innretning for måling av sidehastigheten ved skipets bunn og en innretning for måling av skipets dreiehastighet om dettes vertikalakse, og er kjennetegnet ved at målesignalene fra sidehastighets- og dreiehastighets-måleinnretningene tilføres til en sentral utnyttelses- og indikatorinnretning, og at det i den sentrale utnyttelsesinnretning er anordnet en innretning ved hjelp av hvilken dreiehastighetssignalet økes med en fak-
tor som i det minste svarer til den faktiske avstand mellom et utvalgt sted på skipet og målestedet for sidehastigheten.
Den langsgående og den siderettede hastighet av
skipet kan måles ved hjelp av en sonar-doppler-logg som arbeider etter det prinsipp at et sonarsignal som overføres fra et objekt i bevegelse og reflekteres tilbake fra en stasjonær overflate, vil oppvise en forskyvning i frekvens. Denne fre-kvensforskyvning er proporsjonal med det bevegelige objekts hastighet i forhold til den stasjonære flate. Det bevegelige objekt vil i dette tilfelle være skipet,, mens den stasjonære .. flate vil være enten sjøbunnen ved vanndybder fra typisk 2 -
200 meter, eller, ved alle større dybder, vannmassen utenfor turbulens- eller kjølvannseffekter forårsaket av det'bevegeli-
ge skip, dvs. det stabile vannlag under skipets skrog. Fre-kvensen for det returnerte signal sammenliknes derfor med.den utsendte frekvens og skipets hastighet beregnes ut fra diffe-ransen. Sonarsignalet utsendes fra en liten omformer" eller svinger som er festet til skipsskroget. Sonarenergien reflekteres fra sjøbunnen eller fra små spredere som er til stede i alle farvann.
I anordningen ifølge oppfinnelsen benyttes fortrinnsvis en to-aksers sonar-doppler-logg, dvs. en logg med to omformeranordninger i rett vinkel, av hvilke den ene er montert ved bunnen av skipet parallelt med skipets lengdeakse og således tilveiebringer et signal som representerer skipets langsrettede hastighet, og den andre i dette tilfelle således tilveiebringer et signal som representerer skipets siderette-
de hastighet.
Alternativt er det mulig å montere omformeranord-ningene i vinkler på 45° med skipets akse, i hvilket tilfelle kombinasjonen av signaler vil tilveiebringe signalene for langsrettet og siderettet hastighet.
Man har funnet at omformerarrangementet ikke kan festes til skipsskroget på hvilket som helst sted da signal-utbredelsen ikke må forstyrres av luftbobler eller hulrom som kan opptre under skipet. Generelt må omformerarrangementet festes til skroget på et luftningsfritt sted, dvs. et sted hvor opptreden av luftbobler og/eller hulrom er mindre sann-synlig.
Skipets dreiehastighet om vertikalaksen kan bestemmes ved hjelp av en dreiehastighetsføler som omfatter en stemmegaffel med anordninger for å holde stemmegaffelen i vibrasjon, og anordninger for detektering og måling av tor-sjonssvingninger som frembringes i stemmegaffelens skaft, hvilke oscillasjoner er et mål på skipets dreiehastighet. En dreiehastighetsomformer som sådan, og som inneholder en stemmegaffel, er for eksempel kjent fra DE-AS 1 269 398. Denne -publikasjoner-viser imidlertid ikke kombinasjonen av måling av langsrettet eller siderettet hastighet med måling av dreiehastighet ombord på et skip.
I anordningen ifølge oppfinnelsen gjøres det fortrinnsvis bruk av en indikatorenhet omfattende et integrert indikatorkors- som består av en horisontal strek eller arm og en vertikal arm som kan bevege seg over henholdsvis en vertikal skala og en horisontal skala for indikering av skipets langsrettede og siderettede hastighet, og en avdriftsvinkel-skala som samarbeider med skjæringspunktet mellom de to nevnte armer for å indikere avdriftsvinkelen for skipet tyngdepunkt. En indikator som sådan er kjent fra GB-PS 1 343 166. Denne publikasjon angår imidlertid en indikator for skipsfor-tøyning hvor indikatoren angir grafisk den relative posisjon mellom et skip og en kai, men det angis ikke noen detaljer angående de verdier som måles og hvordan disse måles, og heller ikke angående beregningen av visse verdier.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 skjematisk viser et skip som er utstyrt med en anordning for bestemmelse av et skips bevegelse i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 viser skjematisk en prosessor som kan benyttes i en anordning ifølge oppfinnelsen, fig. 3a og 3b viser en indikator som fortrinnsvis benyttes i en anordning ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser en alternativ utførelse av en del av den elektro-niske kretsutrustning på fig. 1.
Skipet 1 på fig. 1 er utstyrt med et hastighetsom-formerarrangement, såsom en to-aksers doppler-logg 3 som omfatter to elementer 5 og 7 som i dette eksempel er festet i rett vinkel i forhold til hverandre. I denne konfigurasjon tilveiebringer elementet 5 et signal som representerer skipets 1 langsrettede hastighet, mens elementet 7 tilveiebringer et signal som representerer skipets 1 siderettede hastighet. Disse signaler tilføres via anordninger 9 hhv. 11 til en prosessor 13 som skal beskrives i forbindelse med fig. 2, og som via en anordning 15 er forbundet med en indikator 17 som skal beskrives under henvisning til fig. 3a og 3b. Skipet er videre utstyrt med en dreiehastighetsomformer 19 som tilveiebringer et signal som representerer skipets 1 dreiehastighet, og som via en anordning 21 tilføres til prosessoren 13. Figuren viser videre at skipet 1 girer eller dreier over en vinkel a som kan være ca. 1°, og at avstanden mellom beliggenheten for omformerarrangementet ved bunnen av skipet 1 og midtskipsstasjonen er lik Lx.
Prosessoren 13 på fig. 1 har tre innganger 2, 4 og
6 (se fig. 2) for det signal som representerer skipets langsrettede hastighet, hhv. det signal som representerer skipets dreiehastighet om vertikalaksen og det signal som representerer den målte siderettede hastighet av skipet.
Det signal som representerer skipets langsrettede hastighet tilføres til inngangen 2 til en justerbar bufferforsterker 8, og det andre signal som representerer skipets sidehastighet, tilføres til inngangen 6 til en andre justerbar bufferforsterker 10.
Det signal som representerer skipets dreiehastighet om dets vertikalakse, tilføres til inngangen 4 til en tredje justerbar bufferforsterker 12.
Bufferforsterkerne 8, 10 og 12 har justerbar for-sterkning for å ta hensyn til forskjellige omformerfølsomhe-ter.
Utgangssignalet fra forsterkeren 8, som representerer skipets langsrettede hastighet, tilføres via en tellekrets 14 til et servosystem 16 som tjener til drift av en viser på en indikator 17 som skal omtales under henvisning til fig. 3a og 3b.
Utgangssignalet fra forsterkeren 12, som representerer skipets dreiehastighet, tilføres til et andre servosystem 18 som tjener til å drive en andre viser på ovennevnte indikator. Dette signal tilføres imidlertid også til en opera-sjonsforsterker 20 som er koplet til et arrangement som består av en velgerbryter 22 og tre forinnstilte potensiometre 24,
26 og 28 som representerer akter, midtskips og baugen av skipet - men ikke nødvendigvis i respektiv rekkefølge - og som
tjener til å tilføre til dreiehastighetssignalet de tre langsgående komponenter av avstanden mellom de angitte tre posisjoner ombord på skipet og beliggenheten av hastighetsomformeren.
Det signal som fremkommer på bryterens 22 klemme
30, tilføres til en summasjonsforsterker 32 som på sin andre inngang mottar utgangssignalet fra bufferforsterkeren 10, hvilket signal representerer sidehastigheten på det sted på skipet hvor hastighetsomformeren er blitt festet til skipsskroget. Forsterkerens 32 utgangssignal tilføres via en tellekrets 34 til et tredje servosystem 36 som tjener til å justere en tredje viser på en indikator som skal omtales under henvisning til fig. 3a og 3b.
Denne del av prosessoren 13 arbeider på følgende måte: Det signal © som representerer skipets dreiehastighet,
er inngangssignal til forsterkeren 20, hvor signalet behandles slik at det på forsterkerens utgang er til stede et signal som representerer en hastighet Vml, idet dette er den lineære hastighet som eksisterer ved enden . av en arm med lengde L maxpå grunn av en dreiehastighet på 0 (lenq3 den L maxvelges slik at den alltid er større enn skipets totale lengde).
Potensiometrene 24, 26 og 28 tjener til å dempe utgangssignalet fra forsterkeren 20 slik at de i punktene x, y og z tilveiebringer signaler som representerer lineære has-tig3 heter som erfares ved armleng3 der som er mindre enn Lmax
Som følge av de forinnstilte verdier av potensiometrene 24, 26 og 28 eksisterer det i punktene x, y og z signaler som representerer den relative hastighet av stasjoner ombord på skipet beliggende på avstand fra sidehastighetsomformeren. Avhengig av den stilling som velges av bryteren 30, blir deretter hvilket som helst av disse signaler i forsterkeren 32 aritmetisk summert til det signal som avledes fra sidehastighetsomformeren, slik at det på forsterkerens 32 utgang tilveiebringes et signal som representerer den absolutte sidehastighet av den valgte stasjon.
Det er på passende måte sørget for (ikke vist) å sikre at prosesslogikken ikke påvirkes av variasjonen i signal-polaritet.som funksjon av retningsavføling som eksisterer i forskjellige akustiske logger i hastighetsomformerne. Det er også tatt forholdsregler for innføring av den nødvendige sig-nalomforming hhv. alle nødvendige signalomforminger i tilfel-ler hvor det er nødvendig å installere sidehastighetsomformeren i skipets akterstevn.
Når et skip opererer under forhold i åpen sjø, vil det komme ut for dynamiske bevegelser i tillegg til kvasistatiske bevegelser. Det er f.eks. ikke uvanlig at et skip dreier eller girer om den midlere kurs med 0,5° med en perio-disitet på ca. 10 sek. Det kan vises at en dynamisk bevegelse av denne art vil forårsake sykliske dreiehastigheter på opptil 18°/min. og sykliske sidehastigheter ved baugen og akterstevnen på opptil 0,5 knop eller ca. 0,9 km/h på et skip med en total lengde på 300' eller ca. 90 m. For å bevare in-dikatorens "lesbarhet" av sådanne data som dreiehastighet og sidehastighet, vil det være vesentlig å introdusere passende dempning.
Nødvendigheten av dempning er uheldig da den er i strid med ønsket om å fremvise uten forsinkelse meningsfylte endringer som kan inntreffe i kvasistatiske situasjoner. Man har imidlertid oppdaget at den ovenfor beskrevne signalsumma-sjonsteknikk, når midtskipsstasjons-presentasjonen velges, vil bringe det svingende dreiehastighetssignal til å oppheve det svingende sidehastighetssignal, og dermed tillate at den absolutte hastighet av den nevnte midtskipsstasjon kan fremvi-ses uten nødvendigheten av signaldempning, hvilket vil forstås ut fra det etterfølgende.
Dersom det antas, uten hensyn til det ovenfor gitte eksempel, at signalet på utgangen av forsterkeren 20 er Q og potensiometerarrangementet er blitt utført på en slik måte at dette signal ved hjelp av et potensiometer multipliseres med en faktor som representerer avstanden mellom sidehastighets-omformer-beliggenheten og den valgte stasjon, da vil - når det gjelder midtskipsstasjonen - signalet ved bryteren 30 (se også fig. 1) være lik Lx . 6.
På grunn av ovennevnte dynamiske bevegelse vil imidlertid signalet fra dreiehastighetsomformeren være 6 * +- A Q og følgelig vil signalet ved bryteren 30 være LX(G - AG). Likeledes vil utgangssignalet fra sidehastighetsomformeren være VL - AVL på grunn av ovennevnte sykliske sidehastigheter. Signalet på utgangen av summasjonsforsterkeren 32 vil derfor være lik: og da AVL = -L . A9, vil utgangssignalet være
hvilket er sidehastigheten ved midtskipsstasjonen.
En fremvisningsanordning eller indikator som vist på fig. 3a og 3b er særlig nyttig i anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 3a viser situasjonen med skipet i stasjonær til-stand. Fremvisningsanordningen 50 inneholder en indikator omfattende en viser 52 som beveger seg over en fast skala 54 for å indikere skipets dreiehastighet. Skalaen er blitt kalibrert i grader/minutt.
Indikatorenheten 50 inneholder også et integrert indikatorkors bestående av en horisontal arm 56 som beveger seg over en vertikal skala 62 for å indikere foroverrettet hastighet, en vertikal arm 58 som beveger seg over en horisontal skala 64 for å indikere siderettet hastighet, og en fast av-drif tsvinkelskala 66 som samvirker med skjæringspunktet 60 mellom de to nevnte armer for å vise avdriftsvinkelen i gra-der .
Det er anordnet en velger 68 for utvelgelse av området for de vertikale og horisontale skalaer 62 hhv. 64. I det viste eksempel er det tilveiebragt to alternativer, dvs. dersom merket 70 står overfor merket 72, vil skalaene være kalibrert i høye områder, og i lave områder dersom merket 70 står overfor merket 74. De høye områder -5 til 25 knop og
- 5 knop er vist på figuren, mens de lave områder -1 til +5
knop og i 1 knop er vist mellom parenteser.
En andre velger 76 er anordnet for utvelgelse av det sted på skipet på hvilket observatøren ønsker å kjenne skipets sidehastighet. I det viste eksempel er tre merker 80, 82 og 83 anordnet på velgeren 76. Ved å bringe det ene av disse merker overfor det faste merke 78, vil en beliggenhet eller et sted bli valgt, f.eks. 80 for baugen, 82 for midtskips og 8 3 for akterstevnen.
Fig. 3b viser hva en kan se med et skip i bevegelse. Den foroverrettede hastighet er 8 knop og strømmen er gitt en styrbords avdrift på 1,6 knop. Avdriftsvinkelen er 12°, slik at skipets kurs bør bringes tilbake "på linjen". Roret er allerede blitt ført mot babord, og skipet har begyng å svinge på riktig måte.
Av det foregående vil det være klart at servosyste-mene 16, 18 og 3 6 på fig. 2 bringer de respektive indikatorer 56, 52 og 58 til å bevege seg i forhold til sine skalaer, dvs. hhv. 62, 54 og 64, at områdebryteren 68 vil påvirke område-innstillerne 14 og 34 på fig. 2, og at velgeren 76 påvirker bryteren 22 på fig. 2.
Selv om bare én sidehastighet av skipet kan fremvi-ses ved et vilkårlig tidspunkt i den ovenfor beskrevne utfø-relse av oppfinnelsen, vil det være klart at det ikke er me-ningen å begrense oppfinnelsen i denne henseende, da det vil være like mulig å fremvise et antall sidehastigheter av skipet, som hver er bestemt i forhold til en annen beliggenhet ombord i skipet.
På fig. 4 ér vist et eksempel på en sådan utførelse, idet like deler er betegnet med samme henvisningstall som de som er benyttet på fig. 2.
Signalet fra sidehastighetsomformeren (ikke vist) tilføres til inngangen 6 til bufferforsterkeren 10 hvis utgangssignal tilføres til hver av inngangene til summasjonsfor-sterkere 321, 322 og 323. Hver av de andre innganger til disse forsterkere 321, 322 og 323 er forbundet med en respektiv fast posisjon x, y og z av et potensiometer 24 som mottar signalet fra operasjonsforsterkerens 20 utgang. Signalene på utgangen fra differensialforsterkerne 321, 322 og 323 er lik henholdsvis V-LJ3' , V-1/2LJ3' og V og tilføres via område-innstillingsanordninger 341, 342 og 343 til respektive servo-forsterkere 361, 362 og 363 som i sin tur vil påvirke frem-visningen av hver av disse størrelser. På denne måte vil det være mulig å samtidig forsyne observatøren- med størrelsene av skipets sidehastighet på forskjellige steder, f.eks. i digital form.
Av det foregående vil det være klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til én eller annen type omformer, til tross for de beskrevne eksempler. Som hastighetsomformer kan hvil-
ken som helst type av akustisk omformer være egnet, like så
vel som laser-logger. Likeledes er dreiehastighetsomformeren basert på stemmegaffelprinsipp meget egnet, men er imidlertid åpenbart ikke den eneste passende omformer, idet også andre kan benyttes, såsom de som er basert på gyroskop- eller laser-prinsipp.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte ved bestemmelse av et skips bevegelse ved måling av skipets langsrettede og siderettede hastighet ved bunnen av skipet, karakterisert ved at sidehastigheten måles på et luftningsfritt sted ved bunnen av skipet, at videre skipets dreiehastighet om vertikalaksen måles,
og at skipets sidehastighet på et utvalgt sted bestemmes ut fra den målte side- og dreiehastighet under hensyntagen til en faktor som svarer til avstanden mellom det nevnte utvalgte sted på skipet og målestedet for sidehastigheten.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sidehastigheten måles i området for toppen av skipets baugbølge.
3. Anordning for bestemmelse av et skips bevegelse ved måling av skipets langsrettede og siderettede hastighet ved bunnen av skipet i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, omfattende en innretning for måling av sidehastigheten ved skipets bunn og en innretning for måling av skipets dreiehastighet om dettes vertikalakse, karakterisert ved at målesignalene fra sidehastighets- og dreiehastighets-måleinnretningene (7 hhv. 19) tilføres til en sentral utnyttelses- og indikatorinnretning (13, 17), og at det i den sentrale utnyttelsesinnretning (13) er anordnet en innretning ved hjelp av hvilken dreiehastighetssignalet økes med en faktor som i det minste svarer til den faktiske avstand (Lx) mellom et utvalgt sted på skipet og målestedet for sidehastigheten.
4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at det for økning av dreiehastighetssignalet i den sentrale utnyttelsesinnretning (13) er anordnet en innretning (20) ved hjelp av hvilken dreiehastighetssignalet økes med en faktor som i det minste svarer til skipets totale lengde (Lra in cl x), og at det er anordnet ytterligere innretninger (24, 26, 28,
30) ved hjelp av hvilke dette økede signal dempes med en faktor som svarer til forholdet mellom det utvalgte steds faktiske avstand (Lx) fra sidehastighetsmålestedet og den valgte lengde (L^) .
5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at innretningen for dempning av det økede dreiehastighetssignal omfatter motstander (24, 26, 28) med forskjellig stør-relse som kan innkoples valgfritt ved hjelp av en velgerbryter (30).
Éf
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB46032/74A GB1484183A (en) | 1974-10-24 | 1974-10-24 | Method as well as a system for determining the movement of a ship |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO753545L NO753545L (no) | 1976-04-27 |
| NO143183B true NO143183B (no) | 1980-09-15 |
| NO143183C NO143183C (no) | 1980-12-29 |
Family
ID=10439566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO753545A NO143183C (no) | 1974-10-24 | 1975-10-22 | Fremgangsmaate og anordning for bestemmelse av et skips bevegelse |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4004460A (no) |
| JP (1) | JPS5164298A (no) |
| CH (1) | CH610657A5 (no) |
| DE (1) | DE2547350B2 (no) |
| FR (1) | FR2288967A1 (no) |
| GB (1) | GB1484183A (no) |
| IT (1) | IT1047221B (no) |
| NO (1) | NO143183C (no) |
| SE (1) | SE403191B (no) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2726103C2 (de) * | 1977-06-10 | 1984-11-29 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Einrichtung zum Anzeigen der Geschwindigkeitsänderung eines Schiffes |
| US4893127A (en) * | 1987-02-06 | 1990-01-09 | Raytheon Company | Radar navigation system |
| DE4115330C2 (de) * | 1991-05-10 | 1994-05-19 | Teldix Gmbh | Navigationsanordnung für Fahrzeuge |
| US5586620A (en) * | 1995-05-12 | 1996-12-24 | Crown Equipment Corporation | Remote viewing apparatus for fork lift trucks |
| RU2234060C1 (ru) * | 2003-02-10 | 2004-08-10 | Тульский государственный университет | Устройство для измерения вертикальной качки судна |
| US8543268B2 (en) * | 2010-09-02 | 2013-09-24 | Gregory D. Dunkle | Cumulative lateral slide indication |
| CN102945045A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-02-27 | 上海大学 | 基于激光传感器和前视声纳的无人艇组合避障装置和方法 |
| CN110319838A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-11 | 哈尔滨工程大学 | 一种自适应的运动姿态参考系统升沉测量方法 |
| CN110873813B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-09-28 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 一种水流速度估算方法、组合导航方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3133520A (en) * | 1962-04-17 | 1964-05-19 | Sperry Rand Corp | Automatic turn control system |
| US3277430A (en) * | 1964-07-31 | 1966-10-04 | Hagemann Marie | Independent direction reference system |
-
1974
- 1974-10-24 GB GB46032/74A patent/GB1484183A/en not_active Expired
-
1975
- 1975-10-14 US US05/621,783 patent/US4004460A/en not_active Expired - Lifetime
- 1975-10-22 DE DE2547350A patent/DE2547350B2/de not_active Ceased
- 1975-10-22 JP JP50126482A patent/JPS5164298A/ja active Pending
- 1975-10-22 SE SE7511857A patent/SE403191B/xx unknown
- 1975-10-22 IT IT69624/75A patent/IT1047221B/it active
- 1975-10-22 NO NO753545A patent/NO143183C/no unknown
- 1975-10-22 CH CH1369375A patent/CH610657A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-10-22 FR FR7532322A patent/FR2288967A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2288967A1 (fr) | 1976-05-21 |
| IT1047221B (it) | 1980-09-10 |
| GB1484183A (en) | 1977-09-01 |
| JPS5164298A (no) | 1976-06-03 |
| NO143183C (no) | 1980-12-29 |
| DE2547350B2 (de) | 1979-09-20 |
| SE7511857L (sv) | 1976-04-26 |
| US4004460A (en) | 1977-01-25 |
| FR2288967B1 (no) | 1979-01-19 |
| SE403191B (sv) | 1978-07-31 |
| DE2547350A1 (de) | 1976-05-06 |
| NO753545L (no) | 1976-04-27 |
| CH610657A5 (no) | 1979-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7561886B1 (en) | Method for determining the position of a marine vessel relative to a fixed location | |
| JP5581718B2 (ja) | 水中航走体の位置較正方法 | |
| US9217752B2 (en) | Method and system for measuring motions | |
| GB1535761A (en) | Method and device for steering of a vessel | |
| NO143183B (no) | Fremgangsmaate og anordning for bestemmelse av et skips bevegelse | |
| JP2021160427A (ja) | 走錨リスク評価プログラム、走錨リスク評価システム、及び走錨リスク回避システム | |
| JP3500001B2 (ja) | 避航操船支援装置 | |
| US3721951A (en) | Navigational instruments for ships | |
| US3153220A (en) | Doppler log and plotter system | |
| Smitt et al. | Paper 25. Course Stability While Stopping | |
| Beukelman et al. | Full scale measurements and predicted seakeeping performance of the containership “Atlantic Crown” | |
| JPH0375580A (ja) | 海底地形図作成装置 | |
| KR102189702B1 (ko) | 운항 시스템 및 이를 구비하는 선박 | |
| EP4488627B1 (en) | Processing circuitry configured to determine information indicative of a position of a translational movement sensor on a marine vessel | |
| JP7528131B2 (ja) | 操船制御システム | |
| RU2776459C1 (ru) | Способ швартовки судна с использованием лазерной системы | |
| RU2465170C1 (ru) | Авторулевой судна | |
| JP3118329U (ja) | 離着桟業務支援装置 | |
| JPS5811007B2 (ja) | 船舶用航海器具 | |
| JPS577575A (en) | Apparatus for detecting movement of ship or offshore structure from anchorage position | |
| JPH0414287B2 (no) | ||
| GB1570135A (en) | Dynamic positioning for a ship | |
| JPH07128082A (ja) | 船舶の対岸壁位置測定装置 | |
| JP2648644B2 (ja) | 接岸速度計の表示方法 | |
| EP1714865A1 (en) | Prognosing the course of a vessel |